煤矿无轨胶轮车失控防护装置分析与应用

2021-04-08钱伟

机械管理开发 2021年2期

钱伟

（晋能控股煤业集团大斗沟煤业公司，山西大同 037031）

引言

随着煤矿生产技术水平的提高，无轨胶轮车已被广泛应用于中大型煤矿中，无轨胶轮车是煤矿重要的辅助运输设备之一，它具有运输速度快、实用性强、安全性好、运输效率高等优点。目前我国多数无轨胶轮车采用人工制动方式，但是在井下辅助运输过程中，受巷道坡度、巷道地基以及无轨胶轮车操作维护水平等影响，经常出现胶轮车制动失灵现象，导致发生煤矿重大辅助运输事故，威胁着煤矿辅助运输安全。

为了保证无轨胶轮车辅助运输安全，大斗沟矿通过技术研究对井下无轨胶轮车安装了一套失控防护装置，该装置主要通过工业以太网将胶轮车与定点安装的跳绳装置进行互联，胶轮车内控制器实时采集车速信号，当车速超过规定数值时系统自动提醒司机人工制动，若人工制动失效时，系统自动控制落钩以及控制跳绳机构跳绳，当胶轮车通过跳绳机构时胶轮车尾跳钩能够勾住钢丝绳，达到减速目前，通过在大斗沟煤矿井下实际应用，大大降低了无轨胶轮车失控事故率。

1 无轨胶轮车失控防护装置结构与工作原理

1.1 装置结构

无轨胶轮车失控防护装置主要安装的设备主要安装在轮胎上、巷道及指挥大厅。巷道内安装监控制器能够通过总线将监测到的数据传递给电脑，每个摄像仪都通过光纤将影像信号传递到指挥大厅的录像机上。胶轮车上安装的控制器能够与巷道安装的控制器进行无线通讯，胶轮车的底部安装有一套尾钩机构和控制器。巷道内设备的安装地点需根据现场的地质条件决定，防止被车辆撞坏。选择巷道的重要地点安装摄像头来对车辆进行视频监控[1-2]。

1）轮胎上安装的设备主要由以下部件组成：报警器、测试仪、控制器、电磁铁、尾钩机构及脱钩传感器。这部分设备的主要作用是用来测量车辆行驶的速度、测量车辆是否超速、对超速的时长进行分析、对超速的车辆进行报警、对车辆实施脱钩控制、监测车辆是否脱钩、与巷道内安装的设备进行通信联络，如图1 所示。

图1 无轨胶轮车失控防护装置结构拓扑图

2）巷道内安装的设备主要由以下部件组成：视频显示器、摄像头、报警装置、电磁铁、跳绳机构、控制器、吸能装置。这部分设备的主要作用是用来与胶轮车上安装的设备进行通信联络，采集车辆的速度信息，识别车辆的代码，及时启动跳绳机构来对超速的车辆进行拦截，实时显示车辆信息，采集巷道内的视频数据传递给指挥大厅。

3）指挥大厅安装的设备主要由以下部件组成：电脑、打印机、显示器、储存器、录像机。这部分设备的主要作用是将巷道内安装的信息显示在屏幕上，并显示每个车辆的位置，对超速的车辆进行报警。

1.2 装置工作原理

1）胶轮车上安装的控制器能够实时发出车辆的编码信号及实际速度。车辆在通电后，测速机构开始供电，在车辆行驶中测速机构能够将车辆的实际速度、编码、运行状态等数据通过无线通信发出；当胶轮车行驶到巷道内安装控制器的接受范围后，巷道控制器会及时接收到车辆的相关信息，并将这些信息显示在巷道控制器的显示屏上，司机及附近的工作人员可以查看到车辆的信息，此外，指挥大厅的电脑也会接收到这些信息，并通过显示屏将车辆的位置及车辆显示在调度大屏上，调度员可以通过调度大屏观察车辆的运行状态。

2）当车辆的行驶速度大于控制器内的设定值后，车辆上的控制器会自动发出报警信号来提醒驾驶人员车辆超速。如车辆的刹车系统失效，驾驶人员可以按脱钩按钮来发出信号，脱钩机构的尾钩落下，脱钩传感器还能够检测脱钩机构是否动作，同时发出脱钩跳绳信号，巷道的控制器在接收到信号后实施跳绳。当车辆的行驶速度大于控制器内的设定值后，车辆的控制器自动控制车辆尾钩机构落下，安装在巷道内的控制器接收到车辆发出的跳绳信号后，及时发出跳绳指令并控制跳绳机构动作，车辆下方的所有跳绳机构弹起钢丝绳。

3）超速的车辆在经过弹起钢丝绳处时会勾住钢丝绳，车辆在吸能装置的作用下将失控的车辆拦截，从而确保了车辆及巷道内设备、人员的安全。即使最近的跳绳机构失效无法拦截失控的车辆，下级的跳绳机构也会对失控的车辆进行拦截。

4）当车辆失控后，胶轮车的脱钩机构落下，巷道内的跳绳机构动作，此外巷道内安装的声光报警装置会发出“车辆失控，及时避让”的信号，巷道内的工作人员听到报警后会及时撤离到附近的避难硐室，避免对工作人员的生命造成威胁。当车辆失控后，巷道内的控制器会自动收集失控车辆的编码、车速、故障类型等信息并通过光纤传递到指挥大厅的显示大屏上，调度员可以根据影像显示采取措施[3-5]。